JP2015139840A - 弾性輪の取付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】輪状のパッキング、オーリングなどの弾性輪の取付けでは、ねじれなく、かつ取付け張力を均等にする必要がある。従来の取付け方法では、ねじれを取った後に、弾性輪を内側から広げる部材を移動させる際に、摩擦力が働き弾性輪がねじれる可能性があった。【解決手段】弾性輪１の被取付け材３に接触する側の側面に全周にわたって設けられた輪特徴形状１１に、回転可能なねじれ取り冶具２に設けられた輪特徴形状１１と嵌り合う冶具特徴形状１２を輪特徴形状１１と嵌り合わせる嵌合工程と、被取付け材３が取付けられた回転冶具５を少なくとも１回転は回転させて、冶具特徴形状１２に弾性輪１の異なる部分の輪特徴形状１１を嵌り合わせて弾性輪１のねじれをとるねじれ取り工程と、弾性輪１を外側から力を加えて冶具用空間を大きくして冶具特徴形状１１と輪特徴形状１２とが嵌り合わないようにする嵌合解除工程とを有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、気体または液体の漏れまたは侵入を防止するなどのために使用する輪状のパッキングなどの弾性輪を取付ける方法に関する。

被取付け材であるワークへ取付けられた輪状のパッキングまたはオーリングは、ワークの内部を真空に保つ、ワークの内部に所定の気体を封じ込める、ワークの内部に液体を閉じ込める、水などの液体がワークの内部に入ることを防止するためなどの構造に広く使用されている。ワークへのパッキングまたはオーリングの取付けは、手作業だけではねじれや張力のばらつきを少なくして取付けるのが難しい。
弾性リングに周方向に一様な凹凸を設け、凹凸に対応する形状を持つ回転可能な矯正冶具を弾性リングに押圧しながら弾性リングと矯正部材を相対移動させて弾性リングのねじれをとるリング組付方法および組付装置がある（特許文献１参照）。

特開平１０−１０９２３０号公報

特許文献１の方法では、矯正部材が入る空間を作るために、先端が円錐状の棒により内側から力を加えて弾性リングを拡張している。そのため、ねじれ矯正後に、棒を下側に移動させて弾性リングをワークの全周に係合させる際に、棒と弾性リングの間に働く摩擦力で弾性リングが再びねじれる可能性があった。

本発明では、ワークに取付けられた弾性輪のねじれをとる際に、ねじれをとった後に再びねじれることが無い弾性輪の取付け方法を得ることを目的とする。

この発明に係る弾性輪の取付け方法は、弾性を有する素材でできた輪である弾性輪を、回転可能な回転冶具に取付けられた被取付け材の周囲の決められた位置に配置する輪配置工程と、前記弾性輪と前記被取付け材の間の一部に、前記弾性輪のねじれをとるねじれ取り冶具が入る空間である冶具用空間を設ける冶具用空間設定工程と、前記冶具用空間に前記ねじれ取り冶具を入れて配置する冶具配置工程と、前記弾性輪の前記被取付け材に接触する側の側面に全周にわたって設けられた輪特徴形状に、回転可能な前記ねじれ取り冶具に設けられた前記輪特徴形状と嵌り合う冶具特徴形状を前記輪特徴形状と嵌り合わせる嵌合工程と、前記回転冶具を少なくとも１回転は回転させて、前記冶具特徴形状に前記弾性輪の異なる部分の前記輪特徴形状を嵌り合わせて前記弾性輪のねじれをとるねじれ取り工程と、前記弾性輪を外側から力を加えて前記冶具用空間を大きくして前記冶具特徴形状と前記輪特徴形状とが嵌り合わないようにする嵌合解除工程と、前記ねじれ取り冶具を前記冶具用空間から出す冶具移動工程と、前記冶具用空間を無くして前記弾性輪を前記被取付け材に取付ける冶具用空間除去工程とを有するものである。

この発明によれば、ねじれをとった後に再びねじれることが無く、弾性輪をねじれや張力のばらつきの少ない状態で被取付け材に取付けることができる。

この発明の実施の形態１に係る弾性輪の取付け方法で使用する冶具の弾性輪のねじれ取り作業前の外観を説明する側面図である。 この発明の実施の形態１に係る弾性輪の取付け方法で使用する冶具の弾性輪のねじれ取り作業前の外観を説明する平面図である。 この発明の実施の形態１に係る弾性輪の取付け方法で使用する冶具のねじれ取り作業後の外観を説明する側面図である。 この発明の実施の形態１に係る弾性輪の取付け方法が対象とするパッキングの断面形状とねじれ取り冶具の例を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る弾性輪の取付け方法で使用する冶具が有するベアリングの側面図と平面図である。 この発明の実施の形態１に係る弾性輪の取付け方法での作業手順を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係る弾性輪の取付け方法での作業手順におけるねじれ取り工程を実施中の状態を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る弾性輪の取付け方法で使用する別のねじれ取り冶具の形状を説明する側面図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る弾性輪の取付け方法で使用する冶具の弾性輪のねじれ取り作業前の外観を説明する側面図である。図２は、この発明の実施の形態１に係る弾性輪の取付け方法で使用する冶具の弾性輪のねじれ取り作業前の外観を説明する平面図である。図３は、この発明の実施の形態１に係る弾性輪の取付け方法で使用する冶具のねじれ取り作業後の外観を説明する側面図である。
図１および図２では、取付けられる弾性を有する素材でできた輪（弾性輪と略す）であるパッキング１は、回転可能なねじれ取り冶具であるベアリング２が内側から係合した状態で、被取付け材であるワーク３に取付けられている。ねじれ取り前であり、パッキング１には破線で示したねじれ４が発生している。

ワーク３は、水平面上で回転可能な回転冶具である回転テーブル５に取付けられている。ワーク３の回転テーブル５への取付けは、ワーク３を回転テーブル５に載せるだけでよい。回転テーブル５に設けた位置決めピン６がワーク３に設けられた位置決め穴に入り、容易に位置決めと固定ができ、取外しも容易である。

ベアリング２は、異なる形状のパッキングに容易に対応できるように、片持ちピン７によりシャフト８に着脱可能である。シャフト８はトグルクランプ９の支持棒に固定されている。トグルクランプ９の支持棒の向きを変化させることにより、ベアリング２がパッキング１と係合する位置（図１に図示）と、パッキング１と係合していない位置（図３に図示）とを容易に切り替えて配置することができる。トグルクランプ９は、ベアリング２がワーク３のパッキング１が取付けられる高さになるように高さを調整するためのかさ上げブロック１０の上に設置されている。

図４は、この発明の実施の形態１に係る弾性輪の取付け方法が対象とするパッキングの断面形状とねじれ取り冶具の例を説明する図である。図５は、この発明の実施の形態１に係る弾性輪の取付け方法で使用する冶具が有するベアリングの側面図と平面図である。パッキング１の断面形状は、ほぼ半円形で、内側の平面に溝１１が設けられている。円筒状のベアリング２には、高さ方向の中央に、パッキング１に設けられた溝１１に嵌り合う突起部１２が全周にわたって設けられている。溝１１および突起部１２が、それぞれ互いに嵌り合う輪側特徴形状および冶具側特徴形状である。

この発明の実施の形態１に係る弾性輪の取付け方法での作業手順を説明する。図６は、この発明の実施の形態１に係る弾性輪の取付け方法での作業手順を説明するフローチャートである。まず、ステップＳ１の輪配置工程で、弾性輪であるパッキング１を被取付け材であるワーク３の周囲の決められた位置に作業員が配置する。この段階では、パッキング１がねじれた状態である場合がある。この状態のパッキング１を仮付けしていると呼ぶ。次に、ステップＳ２の冶具用空間設定工程で、弾性輪を水平方向の外側に引っ張って、被取付け材と弾性輪の間の一部にねじれ取り冶具が入る空間である冶具用空間を設ける。具体的には、仮付けしたパッキング１を作業員が水平方向の外側に引っ張って、ワーク３とパッキング１の間の一部にベアリング２が入る空間を設ける。さらに、ステップＳ３の冶具配置工程で、冶具用空間にねじれ取り冶具を配置する。具体的には、作業員がトグルクランプ９を操作してワーク３とパッキング１の間の空間にベアリング２を配置する。さらに、ステップＳ４の嵌合工程で、弾性輪の輪側特徴形状とねじれ取り冶具の冶具側特徴形状を嵌り合わせる。具体的には、作業員がパッキング１を指先などでつかみ、パッキング１に設けられた溝１１にベアリング２に設けられた突起部１２を嵌り合わせる。ステップＳ４を実施後に、図１に示した状態になる。

次に、ステップＳ５のねじれ取り工程で、輪側特徴形状と冶具側特徴形状を嵌り合った状態で回転冶具を少なくとも１回転は回転させる。具体的には、溝１１に突起部１２が嵌り合った状態で回転テーブル５を作業員が少なくとも１回転は回転させる。図７は、この発明の実施の形態１に係る弾性輪の取付け方法での作業手順におけるねじれ取り工程を実施中の状態を説明する図である。回転テーブル５を回転させることでワーク３およびパッキング１が回転し、ベアリング２が回転しながら、ベアリング２の突起部１２がパッキング１の異なる部分の溝１１に嵌り合っていく。パッキング１がねじれていても、溝１１が突起部１２と嵌り合うことで、ベアリング２との係合箇所を通過したパッキング１は、ねじれが無い状態になる。また、張力がばらついた状態でワーク３に仮付けされていたパッキング１は、ベアリング２と係合する際にワーク３から離れるため、張力のばらつきが解消され均一な張力でワーク３に取付けられる。回転テーブル５を回転させる回数は、多い方がより均一な張力にすることができて望ましい。少なくとも１回転は回転させれば、パッキング１のねじれは解消できる。ベアリング１は、外側の金属円筒と内側の金属円筒の間にボールベアリングを配置し、外側の金属円筒が自由に回転できる。冶具側特徴形状を外側の部材が自由に回転できれば、他の構成をとってもよい。

次に、ステップＳ６の嵌合解除工程で、弾性輪を水平方向の外側に引っ張って冶具用空間を大きくし、輪側特徴形状と冶具側特徴形状とが嵌り合わないようにする。具体的には、作業員が水平方向の外側から力を加えてパッキング１を引っ張り、ワーク３とパッキング１の間のベアリング２が入る冶具用空間を大きくして、ベアリング２の突起部１２を溝１１の外に出す。こうして、輪側特徴形状である溝１１と冶具側特徴形状である突起部１２とが嵌り合わないようになる。

次に、ステップＳ７の冶具移動工程で、冶具用空間からねじれ取り冶具を出す。具体的には、作業員がトグルクランプ９を操作して冶具用空間からベアリング２を出す。そして、ステップＳ８の冶具用空間除去工程で、弾性輪を水平方向の内側に移動させて、弾性輪を全周にわたって被取付け材に接触させる。具体的には、作業員がパッキング１を持ったまま、パッキング１を水平方向の内側に移動させて、全周にわたってパッキング１がワーク３と接触する位置まで移動させ、その後でパッキング８から手を離す。全周にわたってパッキング１がワーク３と接触することで、パッキング１とワーク３の間の一部に設けられていた冶具用空間が無くなる。

このように、この発明の実施の形態１に係る弾性輪の取付け方法は、ワークを載せる回転テーブルと、パッキングに設けられた輪側特徴形状と嵌り合う冶具側特徴形状を持つねじれ取り冶具という簡易な冶具で、パッキングをワークにねじれが無く張力が一定な状態で取付けることができる。パッキングには、取付けられる平面に平行な方向の力だけが加えられるので、ねじれをとった後のパッキングが再びねじれることはない。この実施の形態では、作業員が冶具を使用して作業するとして説明したが、自動化する弾性輪の取付け装置として実装することは可能である。ワークを水平に配置したが、ワークを垂直または傾斜させて配置してもよい。その場合でも、弾性輪が取付けられる平面に平行な方向の力だけを弾性輪に与えればよい。

ベアリングは、シャフトと分離可能なので、取付ける弾性輪の断面形状に合わせたベアリングをシャフトに装着することで、どのような断面形状を持つ弾性輪にも適用することができる。図８に、この発明の実施の形態１に係る弾性輪の取付け方法で使用する別のねじれ取り冶具の形状を説明する側面図である。図８(a)が、断面が円であるパッキング１Ａに適用する場合である。ベアリング２Ａは、半円である輪側特徴形状に嵌り合う半円状の凹面である冶具側特徴形状を有している。図８(b)が、断面が長方形であるパッキング１Ｂに適用する場合である。ベアリング２Ｂは、長方形である輪側特徴形状に嵌り合う溝である冶具側特徴形状を有している。
このように、どのような断面形状を有する弾性輪であっても、嵌り合う断面形状を持つベアリング（ねじれとり冶具）に容易に交換することができ、弾性輪をねじれが無い状態でワークに取付けることができる。回転テーブルの位置決めピンの位置は可変であり、異なる大きさのワークに対しても容易に対応できる。

１、１Ａ、１Ｂ：パッキング（弾性輪）
２、２Ａ、２Ｂ：ベアリング（ねじれ取り冶具）
３：ワーク（被取付け材）
４：パッキングのねじれ
５：回転テーブル（回転冶具）
６：位置決めピン
７：片持ちピン
８：シャフト
９：トグルクランプ
１０：かさ上げブロック
１１：溝
１２：突起部

Claims (1)

1. 弾性を有する素材でできた輪である弾性輪を、回転可能な回転冶具に取付けられた被取付け材の周囲の決められた位置に配置する輪配置工程と、
   前記弾性輪と前記被取付け材の間の一部に、前記弾性輪のねじれをとるねじれ取り冶具が入る空間である冶具用空間を設ける冶具用空間設定工程と、
   前記冶具用空間に前記ねじれ取り冶具を入れて配置する冶具配置工程と、
   前記弾性輪の前記被取付け材に接触する側の側面に全周にわたって設けられた輪特徴形状に、回転可能な前記ねじれ取り冶具に設けられた前記輪特徴形状と嵌り合う冶具特徴形状を前記輪特徴形状と嵌り合わせる嵌合工程と、
   前記回転冶具を少なくとも１回転は回転させて、前記冶具特徴形状に前記弾性輪の異なる部分の前記輪特徴形状を嵌り合わせて前記弾性輪のねじれをとるねじれ取り工程と、
   前記弾性輪を外側から力を加えて前記冶具用空間を大きくして前記冶具特徴形状と前記輪特徴形状とが嵌り合わないようにする嵌合解除工程と、
   前記ねじれ取り冶具を前記冶具用空間から出す冶具移動工程と、
   前記冶具用空間を無くして前記弾性輪を前記被取付け材に取付ける冶具用空間除去工程とを有する弾性輪の取付け方法。

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